Kompensacja wpływu gruntu - jak poprawić zasięg

[pepe]

Witam

Jakiś czas postanowiłem nie pisać już na tym forum - ale postanowienia nie dotrzymałem. Bawię się cały czas w budowanie wykrywacza a tutaj pisze sporo fachowców a nie tylko "fachowców", od których można się sporo dowiedzieć.

Na podstawie moich skromnych doświadczeń doszedłem do wniosku, że realny zasięg wykrywacza ogranicza grunt.
Zasięg w powietrzu może być znacznie większy - jako dowód test mojego prototypu dla 0.25$ - 40 cm
http://youtu.be/x1C6KwhuOoA
Myślę, że ograniczeniem nie jest również zjawisko tłumienia. Dla kilkunastu kHz i głębokościach do 50cm i średnio-zmineralizowanej gleby tłumienie nie jest duże (georadary radzą sobie przecież z dużo wyższą częstotliwością).

Jak więc poradzić sobie z sygnałem gruntu.

W trybie statycznym zakładam, że faza sygnału od gruntu jest stała co umożliwia mi poprawne wykrycie elementu metalowego ale nie daje jednoznacznej identyfikacji. Problemem jest nieutrzymywaniu stałej wysokości w czasie przemiatania a co za tym idzie zmiana amplitudy sygnału "gruntu".

W trybie dynamicznym stosuję filtr górnoprzepustowy nałożony na sygnał "gruntu", który poprawia możliwość identyfikacji (dla małych przedmiotów) jednak nie pozwala prawidłowo zidentyfikować charakteru obiektu na granicy wykrywania.

Teraz prośba o podpowiedź: w jaki sposób śledzić sygnał gruntu. Myślałem o zastosowaniu filtrów Klmana do sygnału "gruntu" - który jest związany z ruchem sondy.
Jak z gruntem radzą sobie zaawansowane wykrywacze jedno-częstotliwościowe

Pozdrawiam.

[ProScan]

Gotowe rozwiązania można bez problemu znaleźć w necie.

Eksperymentatorowi radzę, by spojrzał na grunt jako na swego rodzaju nadajnik wprowadzający swój własny sygnał, który bywa wielokrotnie silniejszy od sygnału powodowanego przez metal. Ten sygnał należy tłumić ( tak jak w homodynie), albo kompensować.

Oczywiście ten sygnał od gruntu nie jest jednorodny, więc dodatkowo wprowadza się filtrację.



proscan

[pepe]

Nie wiem jak działa homeodyna (douczę się na pewno - do tej pory nie interesowałem się techniką radiową) ale obawiam się, że jeżeli sygnał gruntu będzie miał lekko zmienną fazę i bardzo zmienną amplitudę to nie ma jednoznacznego sposobu skompensowania go i oddzielenie od sygnału użytecznego (od metalu). Mam nadzieję, że się mylę.

W moim prototypie po włączeniu trybu statycznego kompensacja działa dobrze pod warunkiem niezmiennej fazy sygnału gruntu (poprawne wykrycie dla all metals). Natomiast identyfikacja działa dobrze tylko w przypadku niezmiennej amplitudy sygnału gruntu (w uproszczeniu stałej wysokości przemiatania)

Pozdrawiam

[pepe]

Witam

Zrobiłem uproszczoną symulację sygnałów w wykrywaczu w czasie przemiatania nad obiektem typu moneta.
Przyjąłem oznaczenia:

Xg - składowa magnetyczna gruntu
Rg - składowa rezystancyjna (lub elektryczna) gruntu

Xo - składowa magnetyczna obiektu (np. monety)
Ro - składowa rezystancyjna obiektu

X = Xo + Xg
R = Ro + Rg

Na dwóch pierwszych wykresach (w każdym zestawie) przedstawiłem przebiegi czasowe sygnałów a na trzecim wykres XY sumy X i R (taki wykres wykreślam sobie na moim wykrywaczu).
Pokazuję trzy zestawy wykresów - dla wszystkich sygnał od obiektu jest taki sam natomiast zmienia się sygnał od gruntu (zachowany jest stosunek Rg/Xg). Dwa pierwsze zestawy pokazują niezbyt staranne przemiatanie na gruntem natomiast trzeci zestaw pokazuje sytuację idealną - bez gruntu (Air test).
Symulacja nie uwzględnia zmiany sygnałów Xo i Ro , które przy rzeczywistym przemiataniu występują.
Proszę o podpowiedź: Czy istnieje jednoznaczna metoda wyznaczenia stosunku Ro/Xo (identyfikacja obiektu) znając: sumaryczny X, sumarczny R oraz stosunek Rg/Xg (balans gruntu)?
Wiem, że to tylko matematyka .
Proszę ewentualnie o jakiegoś linka, który by mnie oświecił

Pozdrawiam

Zestaw 1



Zestaw 2


Zestaw 3

[ProScan]

Generalnie nie rozumiem pytania.

Metoda wyznaczania Ro/Xo nazywa się dzieleniem.

Proszę przeanalizować patent USA nr 4868910



proscan

[pepe]

Problem tylko taki, że nie mam dostępnego Ro, Xo.
Dane to:
R = Ro + Rg
X = Xo + Xg
oraz znam
balans gruntu = Rg/Xg

Patent się czyta ....

[ProScan]

Odpowiedź jest w tym patencie.

Proszę zajrzeć także do instrukcji VX3.



proscan

[pepe]

W instrukcji Spectry napisano, że oś współrzędnych przesuwana jest o wektor sygnału gruntu tyle że ja nie potrafię wyliczyć długości tego wektora w przypadku gdy sygnał gruntu zsumuje się z sygnałem od odnalezionego obiektu. Długość wektora gruntu jest przecież zmienna.

Patent USA 4868910 dotyczy urządzenia zbudowanego w oparciu o 8 bitowe przetworniki. Wymuszało to stosowanie do kompensacji gruntu przetworników D/A do tego łączono dwie sztuki dla zwiększenia rozdzielczości. Dodatkowa komplikacja to stosowanie zmiennego wzmocnienia w układzie. Komplikuje to znacznie algorytm identyfikacji - no ale może to jakoś przetrawię.
Mój wykrywacz jest prostszy ma tylko dwa kanały X i R (Y), kompensacja gruntu tylko procesorze więc matematyka powinna być prostsza.

Pozdrawiam

[rutus]

"Proszę o podpowiedź: Czy istnieje jednoznaczna metoda wyznaczenia stosunku Ro/Xo (identyfikacja obiektu) znając: sumaryczny X, sumarczny R oraz stosunek Rg/Xg (balans gruntu)? " - odpowiedź jest jedna - nie ma takiej metody. Wszystkie stosowane rozwiązania to tylko lepsze lub gorsze wytrychy.

pozdrawiam .

[pepe]

"Proszę o podpowiedź: Czy istnieje jednoznaczna metoda wyznaczenia stosunku Ro/Xo (...) odpowiedź jest jedna - nie ma takiej metody.(...)

To okrutna odpowiedź choć się jej spodziewałem. Jak narysowałem sobie sygnały wektorowo to wyszło, że nie ma jednoznacznej metody, wcześniej ułożyłem sobie 6 równań z 6 niewiadomymi to MathCAD również powiedział, że się nie da.

Jedyną metodą jaką widzę to przewidywanie jak zmienia się sygnał gruntu w momencie wykrycia obiektu. Do rozważenia mam trzy metody:
1) Filtracja górnoprzepustowa
2) aproksymowanie sygnału gruntu jakąś krzywą np. parabolą w momencie wykrycia metalu.
3) Zastosowania filtrów Kalmana do przewidywania sygnału od gruntu - jak dla mnie metoda najtrudniejsza bo przetrawienie tych filtrów może mnie przerastać

W każdym razie dziękuję Rutusowi za sprowadzenie mnie na ziemię.

Pozdrawiam

[zdzichu]

Witam nie jestem konstruktorem ale ostatnio przeprowadziłem badanie na monecie 10ZŁ z motywem Kościuszko 10 zł Ø31mm 12,9 g pełna dyskryminacja żelaz i bez dyskryminacji żelaza na O8 cewka 13". Badanie w powietrzu na PP i monecie zakopanej w gruncie przypadkowym na 40 cm .Straty praktycznie niezauważalne , w powietrzu do gruntu . w gruncie sygnał był pokazywany wysaką amplitudą na kolor pewnym sygnałem .
Materiał jest dostępny na moim kanale YT
pozdrawiam .

[rutus]

Obiekty wysoko identyfikowane są mniej "zakłócane" przez grunt i to z dwóch powodów - to tak w super uproszczeniu. A najgorzej wypadają słabe sreberka - te to "zakłóca" nawet nie wielka warstwa gleby.

pozdrawiam .